JPH0415686B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明はステンレス鋼製魔法瓶の製造方法に関
する。 従来技術 近年、機械的衝撃に弱いガラス製魔法瓶に代
り、ステンレス鋼を素材とする魔法瓶が実用に供
されてきている。一般に、ステンレス鋼は機械的
強度が大きいことはもちろんであるが、耐食性に
優れ熱伝導率も小さいという利点を有するもの
の、他の金属材料と同様、高真空中では内部から
ガスを放出するため魔法瓶の真空度を低下させ、
しかも輻射による熱損失が大きいという欠点があ
る。この為、魔法瓶の内容器と外容器の間の真空
空間を形成する容器壁面に銀鏡を形成することが
試みられたが、ガラス製魔法瓶の場合と異なりス
テンレス鋼表面に直接銀鏡メツキすることが不可
能なため、特開昭57−75621号公報にて、ステン
レス鋼表面にニツケルメツキを施し、その上に銀
鏡メツキ層を積層して保温性を向上させることが
提案された。また、同公報にて、ニツケルメツキ
層の上に化学銅メツキ層を積層することが提案さ
れている。これらの魔法瓶は、メツキ層により輻
射による放熱が防止されると共にガス放出が抑制
されるため、実用上充分な保温性能を示すと同時
に、それを長期にわたつて維持することができる
が、均一なメツキ層を形成するするには多大な注
意と工数を要し、しかも工程が煩雑であるため、
製造コストが高いという問題があつた。 この問題を解決するため種々研究した結果、金
属表面にメツキする場合、金属表面上の油脂や酸
化被膜を除去し、清浄な表面にしなければならな
いという従来の常識とは逆に、ステンレス鋼を焼
成してその表面を適度に酸化させるとステンレス
鋼表面に直接銀鏡メツキすることが可能になるこ
とを見い出し、特願昭57−148162号明細書にて、
これを応用したステンレス鋼製真空二重容器を提
案した。同明細書に記載の製造方法によれば、ス
テンレス鋼表面にニツケルメツキする必要がな
く、焼成処理だけで銀鏡メツキすることができる
為、製造コストを低減し、しかも良好な保温性能
を得ることができるが、ステンレス鋼を素材とし
ている為ガラス製魔法瓶に比べて製造コストが高
くなることは避けられなかつた。そこで、銀鏡メ
ツキの代りに安価な化学銅メツキする方法を、特
願昭58−167207号明細書にて提案した。この方法
では、ステンレス鋼を焼成した後、そのまま、あ
るいは貴金属塩の水溶液に接触させ、次いでハロ
ゲン化第１錫に接触させてから化学銅メツキが行
なわれるが、これを魔法瓶の製造に適用した場
合、真空空間を形成する壁面に化学銅メツキ層を
形成することはできるものの、銀鏡メツキしたも
のに比べて保温性が著しく劣るという致命的問題
を生じることが明らかとなつた。その原因につい
て研究した結果、前記方法では、焼成後に接触さ
せる貴金属塩水溶液中に未溶解の貴金属塩粒子が
存在し、これが素地表面に付着してメツキ層を粗
面化させ、均質な層が得られないため輻射による
放熱を抑制できないことが明らかとなつた。 発明の目的 本発明は、真空空間を形成する壁面に銀鏡メツ
キしてなるステンレス鋼製魔法瓶と同等以上の保
温性能を有し、かつ安価なステンレス鋼製魔法瓶
を製造できる方法を得ることを目的とし、その技
術的課題は、化学銅メツキ層が粗面化するのを防
止すると共に、放射率の高い化学銅メツキ層を形
成することにある。 本発明の要旨は、ステンレス鋼製の内容器と外
容器とからなる二重壁構造を有し、両容器間に形
成される空間を真空にしてなるステンレス鋼製魔
法瓶を製造するに際して、両容器またはそれらの
構成部品を酸化性雰囲気中で焼成し、次いで、前
記空間を形成する両容器の表面のうち少なくとも
内容器または内容器の構成部品の表面を感受性化
処理した後、貴金属塩を含有する活性化液で活性
化させ、次いで化学銅メツキさせることを特徴と
するステンレス鋼製魔法瓶の製造方法にある。 すなわち、本発明はステンレス鋼の素地そのま
までは化学銅メツキしても、下記化学反応により
素地表面に発生する水素によつて銅の析出が阻害
され、たとえ析出したとしてもひび割れしたり剥
離してしまうため、良好な銅メツキをすることが
不可能であることから、ステンレス鋼素地表面へ
の密着性の良好な銅メツキ層を形成するため、内
容器および外容器または両容器の構成部品を酸化
性雰囲気中で焼成して、それらの真空空間を形成
する表面に薄い酸化被膜を形成させる一方、均一
にかつ放射率の高い銅メツキ層を析出させる為、
その酸化被膜を感受性化させ、その表面を極めて
低濃度の銀塩またはパラジウム塩などの貴金属塩
の水溶液又は貴金属塩と塩酸などの酸を含む溶液
で活性化させた後、化学銅メツキさせることによ
り前記技術的課題を解決したものである。 アルカリ性二価銅溶液における化学反応は次の
通りである。 Cu⁺⁺＋2e^-→Cu↓ 2HCHO＋2OH^-→ 2HCOO^-＋2H₂O＋2e^-＋H₂↑ 本発明の好ましい実施態様においては、銅メツ
キ層のステンレス鋼表面への強固な密着性を保証
するため、焼成処理は250〜550℃、好ましくは、
300〜450℃で行なわれ、また、その時間は温度に
よつて異なるが、通常５〜180分、好ましくは、
10〜60分行なわれる。一般的には、焼成処理は、
空気中または酸素を含む雰囲気などの酸化性雰囲
気中にて250〜550℃で５〜120分、好ましくは、
300〜450℃で10〜60分間行なわれる。これは焼成
温度が250℃未満では充分な酸化被膜が形成され
ないか、あるいはその形成に長時間を要し、銅の
析出が阻害されたり製造コストの上昇を招くため
であり、550℃を超えるとステンレス鋼素地が変
態するからである。また、焼成時間は前記温度範
囲内であれば任意に設定できるが、５分未満では
焼成温度が低い場合に充分な酸化被膜が形成し難
く、180分を超えると焼成温度が高い場合に、必
要以上の焼成処理をすることになりエネルギー損
失が多くなる他、再び銅の析出が阻害されるよう
になるので、前記範囲で焼成するのが望ましい。 この焼成処理によるステンレス鋼表面の酸化の
度合いは、焼成後のステンレス鋼表面の光沢度が
焼成前の研摩表面の光沢度に比べて10〜50低下す
る範囲が好適である。これは、光沢度の低下が10
未満となる程度の酸化ではステンレス鋼表面に鋼
析出反応させることができず、また、光沢度が50
を超えて低下する過度の酸化では銅析出反応させ
ることが困難となるからである。このような現象
の起る原因は、完全には解明されていないが、無
焼成あるいはこれに近い状態では銅の析出に寄与
する酸化第２鉄が充分に形成されず、過度に酸化
させると表面に酸化第２鉄が存在しなくなり、ほ
とんど酸化クロムのみになつて銅の析出を阻害す
るからであると推測される。通常、前記焼成条件
下で焼成を行なう限り、ステンレス鋼表面の光沢
度の変化は前記範囲におさまるので、焼成後、特
に光沢度を測定する必要はない。また、ステンレ
ス鋼としては、オーステナイト系、フエライト
系、ステアナイト糸等いずれの系のものを使用し
ても問題はない。 化学銅メツキ層は前記酸化被膜上に形成される
が、これは次の方法により形成することができ
る。すなわち、銅の析出速度を速めると同時に、
均一に析出させるため、酸化被膜をハロゲン化第
１錫を主成分とする感受性化液でぬらして感受性
化させ、次いで銀塩または塩化パラジウムなど貴
金属を含む活性化液で活性化させた後、化学銅メ
ツキ液で処理することにより形成される。 感受性化液としては、ハロゲン化第１錫を主成
分とする浴が使用され、また感受性化処理は短時
間、通常、１〜５分常温で浴中に浸漬するか前記
感受性化液に接触させることにより行なわれる。 活性化液としては極めて低濃度の銀塩およびパ
ラジウム塩など貴金属塩を含む水溶液又は貴金属
と酸を含む溶液が使用されるが、貴金属塩として
は塩化パラジウムや籍酸銀などが経済的に有利で
あり、特に硝酸銀を使用するのが好ましい。ま
た、活性化液中の貴金属塩の濃度は0.1〜0.0001
重量％、好ましくは、0.01〜0.005重量％とする
のが好ましい。これは貴金属塩の濃度が0.1重量
％を越えると、コストの上昇の原因となる他、酸
を加えない限り溶解させるのが困難となり、均一
で放射率の高い銅メツキ層を得るのが困難となる
からであり、0.0001重量％未満では十分に活性化
させることができず、良好な化学銅メツキ層を形
成できなくなり、保温性の向上を期待できないか
らである。また、貴金属塩を0.01重量％以上の濃
度で使用する場合には未溶解塩が残るのを防止す
るため塩酸などを加えた溶液とする必要がある
が、それ以下の場合でも塩酸などを加えてもよ
い。 化学銅メツキ浴としては、アルカリ性銅溶液で
あれば、添加剤含有の有無にかかわりなく特に制
限はなく、市販のものを使用すればよい。 以下、本発明方法により製造されたステンレス
鋼製細口魔法瓶を示す添付の図面を参照して具体
的に説明する。 図において、１はステンレス鋼製内容器、２は
ステンレス鋼製外容器で、両者はその口部３の部
分でろう付けまたは溶接その他の手段により接合
して二重壁構造を形成し、内容器１と外容器２と
の間に形成される空間４は排気されて真空にして
ある。内容器１は胴部１ａと底部１ｂとを溶接、
ろう付け等の手段により接合することによつて形
成され、外容器２は胴部２ａ、底部２ｂおよび肩
部２ｃを接合することによつて形成されている。
外容器２の底部２ｂには空間４を真空にする際の
排気口となるチツプ管５がろう付け等により接合
されており、このチツプ管５を保護するために底
部２ｂに底カバー６が接合剤により取り付けられ
ている。なお、図示していないが、長期にわたつ
て高真空を保証する安全のために空間４内にゲツ
ターを配設するようにしてもよい。 他方、本発明に従い、ステンレス鋼製真空二重
容器の保温力を向上させるため、空間４を形成す
る内外両容器の壁面、すなわち、内容器１の外側
表面と外容器２の内側表面のうち、内容器の外側
表面に、第２図に示すように、酸化被膜７が形成
され、その上に化学銅メツキ層８が積層されてい
る。なお、図示の実施例においては、内容器の外
側表面のみに化学銅メツキ層が形成されている
が、化学銅メツキ層８を内容器の外側表面と外容
器の内側表面に形成するようにしてもよい。これ
は内容量が小さい容器の場合の保温性の向上を計
る上で特に有利である。 以下、本発明の実施例について説明する。 実施例 １ 0.5mm厚のステンレス鋼（SUS 304）で内容量
750mlの内容器１を製作する一方、0.6mm厚のステ
ンレス鋼板で外容器２の肩部材２ｃ、胴部材２
ａ、底部材２ｂを製作し、内容器１と外容器２の
肩部材２ｃをそれらの口部分３で溶接し、これを
空気中にて350℃で30分焼成する。次いで、外容
器２の胴部材２ａを焼成処理した内容器１に溶接
するとともに底部材２ｂを溶接して二重壁構造と
し、外容器底部２ｂに接合したチツプ管５から空
間部４内に10ppmの塩化第１錫を含む水溶液を注
入し、内容器１の外表面を感受性化させ、その水
溶液を排出した後、水洗する。 次に、下記の処方により調製した活性化液をチ
ツプ管５から空間４内に注入し、二重瓶を軸方向
に水平に保持させ高速で回転させて内容器１と外
表面を活性化させる。 （活性化液の処方） 硝酸銀10ｇを少量の水に溶解させ、これに28％
アンモニア水500mlと水を加えて4800mlとし、さ
らに水酸化ナトリウム10ｇを溶解させた水溶液
200mlを加えて全量を5000mlとし、これをＡ液と
する。これとは別に、ぶどう糖の15％水溶液25ml
に水を加えて全量を5000mlとし、これをＢ液とす
る。前記Ａ液とＢ液を容積比１：１の割合で混合
した後、該混合液100mlに対し、水900mlを加えて
硝酸銀0.01重量％を含む活性化液とする。 活性化処理した後、排液、水洗し、CuSO₄・
5H₂Oを35ｇ／、NaOHを50ｇ／、ロツセル
塩を170ｇそれぞれ含む溶液120mlと3.7％ホル
マリン溶液120mlとを混合した化学銅メツキ液240
mlを空間４にチツプ管５を介して注入し、二重瓶
を軸方向に水平に保持させ、40℃で５分間高速回
転させて、内容器１の外表面に第２図に示す化学
銅メツキ層を形成させる。 次いで、水洗し、150℃で乾燥させた後、真空
処理し、チツプ管５を溶封し、その底部に底カバ
ー６を接合して内容量0.75のステンレス鋼製魔
法瓶を得た。 このようにして得たステンレス鋼製魔法瓶の保
温力を調べるため、JISS2005に規定される試験
法により下記条件で測定したところ、24時間の保
温効力は63.0℃であつた。 ［試験条件］ 注湯温度：95℃ 湯 量：満 量 栓 ：密栓（45mmφ） 周囲温度：20℃ なお、バフ研摩し脱脂した後の試験片表面の光
沢度は122で、焼成処理後の光沢度は101と焼成前
に比べて21低下していた。この光沢度の値は、
JIS Z8741に規定される測定法に基ずき、スガ試
験機(株)製デジタル変角光沢計（型式：UGV−
4D）を用いて、入射角60°、標準サンプルの光沢
度91.1を1/4の22.8に設定して求めた値である。 また、これとは別に、0.3mm厚のステンレス鋼
（SUS 304）の試験片を表１に示す種々の焼成条
件下で焼成後、光沢度を測定する一方、前記銀鏡
液を用いて無電解メツキした。その結果も表１に
示す。

【表】 実施例 ２ 実施例１において、活性化液として0.001重量
％の塩化パラジウム溶液を使用した以外は実施例
１と同様にして内容量750mlのステンレス製魔法
瓶を製作し、その保温効力を測定したところ62.5
℃であつた。なお、0.001％塩化パラジウム溶液
は塩化パラジウム１ｇを水10に溶解させ、これ
を10倍に希釈した用意した。 比較例 １ 実施例１において、活性化液として0.01％硝酸
銀溶液の代りに、下記組成の0.1％塩化パラジウ
ム水溶液を用いた以外は実施例１と同様にして同
じ条件下で内容量750mlのステンレス鋼製魔法瓶
を製作した。 （活性化液処方） 塩化パラジウム 1.0ｇ 水 1000ml この魔法瓶の24時間の保温効力は50.6℃であつ
た。 実施例 ３ 0.5mm厚のステンレス鋼（SUS 304）で内容量
350mlの内容器１を製作する一方、0.6mm厚のステ
ンレス鋼板で外容器２の肩部材２ｃ、胴部材２
ａ、底部材２ｂを製作し、内容器１と外容器２の
肩部材２ｃをそれらの口部分３で溶接し、これを
空気中にて300℃で30分焼成する。次いで、これ
とは別に外容器２の胴部材２ａと底部材２ｂを溶
接して一体化した組立体を焼成処理した内容器１
に溶接して二重壁構造とし、外容器底部２ｂに接
合したチツプ管５から空間部４内に10ppmの塩化
第１錫を含む水溶液を注入し、内容器１の外表面
を感受性化させ、その水溶液を排出した後、水洗
する。 次に、実施例１と同様にして調製した0.01％硝
酸銀活性化液をチツプ管５から空間４内に注入
し、二重瓶を軸方向に水平に保持させ高速で回転
させて内容器１の外表面を活性化させる。 活性化処理した後、排液、水洗し、実施例１で
調製した化学銅メツキ液130mlを空間４にチツプ
管５を介して注入し、二重瓶を軸方向に水平に保
持させ、40℃で５分間高速回転させて、内容器１
の外表面に第２図に示す化学銅メツキ層を形成さ
せる。 次いで、水洗し、110℃で20分間乾燥させた後、
実施例１と同様にして真空処理し、チツプ管５を
溶封し、その底部に底カバー６を接合して内容量
0.35のステンレス鋼製魔法瓶を得た。 このようにして得たステンレス鋼製魔法瓶の保
温力を調べたところ、24時間の保温効力は45.0℃
であつた。試験条件は次の通りである。 ［試験条件］ 注湯温度：95℃ 湯 量：満 量 栓 ：密栓（35mmφ） 周囲温度：20℃ 実施例 ４ 実施例３において、活性化液としてブドウ糖を
含有しない0.001重量％の硝酸銀溶液130mlを用い
て活性処理した以外は実施例２と同様にしてステ
ンレス鋼製魔法瓶を製作した。24時間での保温効
力は45℃であつた。ちなみに、銀鏡層を形成した
ものは44.9℃であつた。 効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、従来のニツケルメツキを介在させる場合のよ
うに煩雑な工程を必要とせず、内外瓶構成部材を
焼成し、二重壁構造に組立てた後、化学銅メツキ
するだけでよいので作業性が向上し、しかも、銅
メツキは銀メツキ層を形成する場合に比べて安価
にでき、銀メツキ層を有するものと同等以上の保
温力に優れた魔法瓶を製造することができるなど
優れた効果を奏する。また、内外瓶を焼成する過
程において、ステンレス鋼からの脱ガス作用もあ
り、真空排気時間の短縮になるという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により製造されたステンレ
ス鋼製魔法瓶の断面図、第２図は第１図のＡ部拡
大図である。 １〜内容器、２〜外容器、４〜空間、７〜酸化
被膜、８〜化学銅メツキ層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステンレス鋼製の内容器と外容器とからなる
   二重壁構造を有し、両容器間に形成される空間を
   真空にしてなるステンレス鋼製魔法瓶を製造する
   に際して、両容器またはそれらの構成部品を酸化
   性雰囲気中で焼成し、次いで、前記空間を形成す
   る両容器の表面のうち少なくとも内容器または内
   容器の構成部品の表面を感受性化処理した後、貴
   金属塩を含有する活性化液で活性化させ、次いで
   化学銅メツキさせることを特徴とするステンレス
   鋼製魔法瓶の製造方法。 ２ 前記焼成を空気中250〜550℃で行なう特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３ 内容器のみを焼成する特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の方法。 ４ 感受性化処理を塩化第１錫含有溶液で行なう
   特許請求の範囲第１項〜第２項のいずれか一項記
   載の方法。 ５ 活性化液が硝酸銀を0.1〜0.0001重量％含有
   する特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一
   項記載の方法。 ６ 活性化液が塩化パラジウムを0.1〜0.0001重
   量％含有する特許請求の範囲第１項〜第５項のい
   ずれか一項記載の方法。